從制動(dòng)系統(tǒng)看新能源汽車“油改電”的進(jìn)階
來源:子悅學(xué)車網(wǎng) 作者:admin
2020-04-28 11:02
隨著新能源汽車快速普及，汽車制動(dòng)器性能的好壞，直接影響車輛在工作時(shí)動(dòng)力回收性能的高低，并決定了汽車的續(xù)航能力，因此成為現(xiàn)今新能源汽車發(fā)展的重要焦點(diǎn)。為了讓大家更好的了解制動(dòng)器背后的原理，今天，筆者將圍繞“制動(dòng)能量回收”進(jìn)行詳盡的解析。
傳統(tǒng)燃油車的制動(dòng)系統(tǒng)，并不適合純電汽車
首先，在了解新能源汽車制動(dòng)能量回收系統(tǒng)之前，我們先來了解一下傳統(tǒng)燃油汽車的制動(dòng)原理。其主要由制動(dòng)總泵、真空助力器、制動(dòng)盤等部分組成，工作原理采用“摩擦制動(dòng)”，即在剎車過程中產(chǎn)生巨大的摩擦力，將車輛的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉，以達(dá)到降低速度的目的。不過，該過程產(chǎn)生的大量能量仍無法進(jìn)行回收，進(jìn)而導(dǎo)致油耗的增加。
與傳統(tǒng)燃油車相比，純電動(dòng)汽車的制動(dòng)系統(tǒng)，除了擁有摩擦制動(dòng)外，還具有獨(dú)特的制動(dòng)能量回收系統(tǒng)，該系統(tǒng)可將燃油車摩擦制動(dòng)時(shí)所浪費(fèi)的能量，進(jìn)行高效回收再利用。其原理可助車輛滑行/制動(dòng)時(shí)，將車輪上產(chǎn)生的動(dòng)能通過傳遞系統(tǒng)傳遞給電機(jī)，電機(jī)再以發(fā)電方式工作，為動(dòng)力電池充電，以此實(shí)現(xiàn)能量的再生利用，保障車輛減少能耗，繼而延長續(xù)航里程。與此同時(shí)，產(chǎn)生的電機(jī)制動(dòng)力矩，又可以通過傳動(dòng)系統(tǒng)對驅(qū)動(dòng)輪施加制動(dòng)，實(shí)現(xiàn)減速停車。
在目前新能源市場中，多數(shù)產(chǎn)品的制動(dòng)系統(tǒng)，雖然也配備了相應(yīng)的能量回收系統(tǒng)，但基本上都是在傳統(tǒng)燃油車現(xiàn)有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)而來，一般分為行車制動(dòng)系統(tǒng)、駐車制動(dòng)系統(tǒng)和輔助制動(dòng)系統(tǒng)。如下圖，他們將燃油車原有的真空助力器及相關(guān)管路保留，再將另一端與電子真空助力泵連接，當(dāng)傳感器監(jiān)測到助力器真空度不足時(shí)，電子真空泵開始工作，維持真空環(huán)境，通過這樣的方式，確保真空助力器能夠像原先一樣為駕駛員提供輔助作用。
像市面上比較熱門的純電車型——幾何A和Aion S的制動(dòng)系統(tǒng)，均采用了以上類似的處理方式，通過配置ESC、真空泵、真空助力器分體形式，對車輛進(jìn)行制動(dòng)。不過，該方案缺陷是電子真空泵的工作穩(wěn)定性不足，容易出現(xiàn)制動(dòng)故障，且壽命較短。更重要的是，其與燃油車制動(dòng)系統(tǒng)中的真空助力器一樣，會導(dǎo)致車輛剎車減速時(shí)的能量浪費(fèi)，進(jìn)而影響能量回收效率，不能高效延長續(xù)航里程。
筆者認(rèn)為，在傳統(tǒng)燃油車現(xiàn)有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)而來的制動(dòng)能量回收系統(tǒng)，僅僅是為了節(jié)省成本，并非徹底是解決新能源汽車制動(dòng)問題的最佳方案。如果在制動(dòng)踏板和制動(dòng)主缸之間，設(shè)計(jì)一種助力裝置來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的真空助力器，那就可以不再依賴真空源，從而徹底消除制動(dòng)系統(tǒng)對真空的依賴。
在目前國際主流配件廠商中，現(xiàn)代摩比斯的第三代IEB系統(tǒng)、博世的IPB智能集成制動(dòng)系統(tǒng)以及萬都的集成動(dòng)態(tài)制動(dòng)（IDB）模塊，是行業(yè)中比較領(lǐng)先的智能制動(dòng)系統(tǒng)配置。其中，中國品牌陣營中的新能源引領(lǐng)者比亞迪，針對旗下未來旗艦車型比亞迪·漢，將首次搭載博世IPB智能集成制動(dòng)系統(tǒng)。而在合資品牌陣營中，有著“合資企業(yè)新能源領(lǐng)域領(lǐng)軍者”地位的北京現(xiàn)代，給予旗下首款純電轎車菲斯塔純電動(dòng)以及首款純電SUV昂希諾純電動(dòng)均配備了現(xiàn)代摩比斯（MOBIS）第三代IEB系統(tǒng)，助力車輛帶來更加真實(shí)的續(xù)航表現(xiàn)。與同級的幾何A和Aion S相比，具有較大優(yōu)勢。
具體來看，菲斯塔純電動(dòng)搭載的第三代IEB系統(tǒng)，相較純電產(chǎn)品傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)，具備高集成化、輕量化、快速響應(yīng)等優(yōu)勢。其中，重量減少3.1kg；將部件從3個(gè)減少至1個(gè)；液壓管路的反應(yīng)時(shí)間，從0.37s大幅縮短至0.24s……這一系列數(shù)字的背后，使得車型大幅提升了能量回收效率，也為延長續(xù)航奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
如何將能量回收系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用到車型之中，各家盡顯其招。最具代表性的當(dāng)屬菲斯塔純電動(dòng)采用了能量回收撥片設(shè)計(jì)。該撥片位于方向盤下方，將回收等級設(shè)置為0、1、2、3四個(gè)擋位，駕駛者以“左加右減”的方式，輕松實(shí)現(xiàn)能量的回收。在路況允許的情況下，駕駛員扳住左側(cè)撥片不放，還可幫助車輛在一定距離上實(shí)現(xiàn)慢慢剎停。整個(gè)過程，既高效又便捷，且絲毫不會給駕駛者在駕駛途中帶來困擾。
相較之下，幾何A采用了“弱、中、強(qiáng)”三級能量回收設(shè)置，駕駛者需通過中控上的虛擬觸摸按鍵進(jìn)行調(diào)節(jié)。筆者認(rèn)為，該功能既不如菲斯塔純電動(dòng)豐富，且在操作體驗(yàn)上，也不及菲斯塔純電動(dòng)人性化。
寫在最后
當(dāng)下，我國新能源汽車發(fā)展越來越快，純電動(dòng)汽車開始走入千家萬戶。電動(dòng)汽車將在未來的十年，甚至更長的時(shí)間里成為我們出行的重要交通工具。但我們需保持清醒，那些在傳統(tǒng)燃油車現(xiàn)有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)而來的制動(dòng)能量回收系統(tǒng)，已無法解決車輛在實(shí)際行駛過程中，存在較多能量浪費(fèi)的問題，而制動(dòng)系統(tǒng)智能化、電子化是未來純電產(chǎn)品發(fā)展的趨勢。諸如文章提到的菲斯塔純電動(dòng)，無論是第三代IEB系統(tǒng)，還是能量回收撥片功能，都將能量回收進(jìn)行了高效演繹，也為純電能量回收技術(shù)革新，按下了“快進(jìn)鍵”。這一點(diǎn)，值得其他對手學(xué)習(xí)。
傳統(tǒng)燃油車的制動(dòng)系統(tǒng)，并不適合純電汽車
首先，在了解新能源汽車制動(dòng)能量回收系統(tǒng)之前，我們先來了解一下傳統(tǒng)燃油汽車的制動(dòng)原理。其主要由制動(dòng)總泵、真空助力器、制動(dòng)盤等部分組成，工作原理采用“摩擦制動(dòng)”，即在剎車過程中產(chǎn)生巨大的摩擦力，將車輛的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉，以達(dá)到降低速度的目的。不過，該過程產(chǎn)生的大量能量仍無法進(jìn)行回收，進(jìn)而導(dǎo)致油耗的增加。
Aion S、幾何A采用的制動(dòng)系統(tǒng)
更加智能的制動(dòng)能量回收系統(tǒng)，將成為高品質(zhì)純電產(chǎn)品的“必選”筆者認(rèn)為，在傳統(tǒng)燃油車現(xiàn)有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)而來的制動(dòng)能量回收系統(tǒng)，僅僅是為了節(jié)省成本，并非徹底是解決新能源汽車制動(dòng)問題的最佳方案。如果在制動(dòng)踏板和制動(dòng)主缸之間，設(shè)計(jì)一種助力裝置來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的真空助力器，那就可以不再依賴真空源，從而徹底消除制動(dòng)系統(tǒng)對真空的依賴。
在目前國際主流配件廠商中，現(xiàn)代摩比斯的第三代IEB系統(tǒng)、博世的IPB智能集成制動(dòng)系統(tǒng)以及萬都的集成動(dòng)態(tài)制動(dòng)（IDB）模塊，是行業(yè)中比較領(lǐng)先的智能制動(dòng)系統(tǒng)配置。其中，中國品牌陣營中的新能源引領(lǐng)者比亞迪，針對旗下未來旗艦車型比亞迪·漢，將首次搭載博世IPB智能集成制動(dòng)系統(tǒng)。而在合資品牌陣營中，有著“合資企業(yè)新能源領(lǐng)域領(lǐng)軍者”地位的北京現(xiàn)代，給予旗下首款純電轎車菲斯塔純電動(dòng)以及首款純電SUV昂希諾純電動(dòng)均配備了現(xiàn)代摩比斯（MOBIS）第三代IEB系統(tǒng)，助力車輛帶來更加真實(shí)的續(xù)航表現(xiàn)。與同級的幾何A和Aion S相比，具有較大優(yōu)勢。
（菲斯塔純電動(dòng)/昂希諾純電動(dòng)搭載第三代IEB系統(tǒng)）
（Aion S、幾何A采用的制動(dòng)系統(tǒng)）
同時(shí)，該系統(tǒng)可讓駕駛員踩下制動(dòng)踏板時(shí)，不再是傳遞“力”，而是傳遞電信號給智能助力器。其根據(jù)駕駛員操作制動(dòng)踏板的狀態(tài)，智能檢測踏板踩下行程位置的變化，從而確定輪端制動(dòng)力總需求，結(jié)合當(dāng)前動(dòng)力電池電量、車速與能量回收等級，對液壓制動(dòng)力和再生制動(dòng)力進(jìn)行智能分配，從而把滑行所產(chǎn)生的能量，轉(zhuǎn)化為電能重新儲存在電池中。如何將能量回收系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用到車型之中，各家盡顯其招。最具代表性的當(dāng)屬菲斯塔純電動(dòng)采用了能量回收撥片設(shè)計(jì)。該撥片位于方向盤下方，將回收等級設(shè)置為0、1、2、3四個(gè)擋位，駕駛者以“左加右減”的方式，輕松實(shí)現(xiàn)能量的回收。在路況允許的情況下，駕駛員扳住左側(cè)撥片不放，還可幫助車輛在一定距離上實(shí)現(xiàn)慢慢剎停。整個(gè)過程，既高效又便捷，且絲毫不會給駕駛者在駕駛途中帶來困擾。
寫在最后
當(dāng)下，我國新能源汽車發(fā)展越來越快，純電動(dòng)汽車開始走入千家萬戶。電動(dòng)汽車將在未來的十年，甚至更長的時(shí)間里成為我們出行的重要交通工具。但我們需保持清醒，那些在傳統(tǒng)燃油車現(xiàn)有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)而來的制動(dòng)能量回收系統(tǒng)，已無法解決車輛在實(shí)際行駛過程中，存在較多能量浪費(fèi)的問題，而制動(dòng)系統(tǒng)智能化、電子化是未來純電產(chǎn)品發(fā)展的趨勢。諸如文章提到的菲斯塔純電動(dòng)，無論是第三代IEB系統(tǒng)，還是能量回收撥片功能，都將能量回收進(jìn)行了高效演繹，也為純電能量回收技術(shù)革新，按下了“快進(jìn)鍵”。這一點(diǎn)，值得其他對手學(xué)習(xí)。
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